[发明专利]一种从含钒矿石中氧化转化浸出提钒的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种从含钒矿石中氧化转化浸出提钒的方法，属于湿法冶金技术领域。

背景技术：

钒主要存在于石煤矿、含钒粘土矿和钒钛磁铁矿中。含钒石煤(也称含钒黑色页岩)和粘土矿是我国主要的钒矿资源，遍布我国湖南、湖北、江西、浙江、陕西、广西等20余个省区，总储量为钒钛磁铁矿中钒总储量的7倍，超过世界其他各国钒储量的总和。对如此丰富宝贵的含钒矿石资源进行开发利用，具有巨大的经济潜力和社会效益。

石煤和粘土矿提钒的传统工艺为平窑钠盐焙烧法。该工艺的优点是提取技术成熟、投资小，缺点是转浸率和回收率低，钒的焙烧转化率通常在60％，总收率在50％左右，矿石耗量大，资源浪费严重，特别是在焙烧过程中添加工业盐(氯化钠)产生大量的含氯化氢、氯气等有毒有害气体，其中氯气为工业剧毒气体，严重污染环境，所以我国已经基本禁止该法。

目前，我国已着重于全湿法治金提钒研究，由于全湿法提钒工艺不需要焙烧，从根本上消除了大气污染，适合大规模生产，因此是今后钒矿提钒的发展方向。迄今为止，全湿法提钒最主要的方法是直接酸浸法，用高浓度硫酸直接在高温和长时间的浸出条件下浸出钒，浸出率比焙烧法有所提高。但该法硫酸用量大，生产成本高，不具备经济上的可行性。

因此，如何提高钒浸出率，降低酸耗，是钒湿法冶金的一个重要的课题。

发明内容：

本发明的目的是针对直接酸浸提钒技术的不足，提供一种通过选择合适的氧化剂显著提高钒的浸出率的氧化转化浸出提钒方法，同时大大降低硫酸的消耗量。

由于含钒石煤或粘土矿中的钒一部分在云母中以三价钒类质同象形式置换六次配位的三价铝而存在于云母晶格中，若从云母中浸出钒必须破坏云母的结构，并使之氧化才可能被溶剂浸出。除了采用传统的钠化焙烧打破云母结构并转化成可溶性的钒外，也可直接用酸来破坏它的云母结构。即在一定的温度和酸度下，氢离子进入云母晶格置换铝，使离子半径发生变化，将钒释放出来。释放出来的三价钒被所加氧化剂氧化变成四价或五价后被酸溶解。

然后利用离子交换技术进行分离纯化富集，采用铵盐沉钒技术转变为偏钒酸铵，最后加热分解为五氧化二钒产品。

本发明的技术方案如下：在浸取池中加入工业硫酸，将含钒原矿破碎、球磨至过80目筛，投入到浸取池，按0.1-5％的重量比在浸取池加入含硫氧化剂K₂S₂O₇或Na₂S₂O₇或(NH₄)₂S₂O₇或K₂S₂O₈或Na₂S₂O₈或(NH₄)₂S₂O₈，并搅拌均匀，按固液比1∶0.5-5、酸矿比1∶2-9控制水的加入量，不时搅拌，在10-100℃温度下浸出1-12小时，过滤分离。在氧化酸浸后的钒溶液中加入含钒量0.5-1倍量的氯酸钠溶液，将四价钒氧化为五价钒，然后将含钒液用强碱性大孔阴离子交换树脂吸附，吸附后溶液用10％的NaOH和5％NaCl混合溶液进行解吸。将离子交换富集后的含钒洗脱液用NH₄Cl沉钒生成偏钒酸铵沉淀，过滤，将偏钒酸铵滤饼烘干后，送入煅烧炉，在400-600℃锻烧分解为V₂O₅产品。尾气用盐酸回收，生成的NH₄Cl返回沉钒工序使用。本工艺生产出的产品纯度达到YB/T 5304-2006标准，钒的浸出率大于90％，钒的回收率大于80％。

由于本发明含钒矿石不经过焙烧直接酸浸，工艺简化，降低了能耗和生产成本；消除了钠化焙烧产生的Cl₂、HCl烟气对环境的污染和设备的腐蚀，属清洁生产工艺；大大提高了钒浸出率、回收率和资源利用率。

具体实施方式：

实施例一：